[发明专利]无人机自主调度的物料堆垛盘点装置、系统及其方法

说明书

本发明公开了一种无人机自主调度的物料堆垛盘点装置、系统及其方法，主要包括：对当前物料堆垛进行粗略扫描，获得粗略总体数据；基于粗略总体数据与总体索引数据，确定物料堆垛的变化区域；对变化区域进行精细扫描，获得精细总体数据；将精细总体数据与粗略总体数据进行配准，更新空间形态模型；基于更新空间形态模型，获得当前物料堆垛的体积和重量，通过本发明的方法可降低扫描数据量和处理负荷，以及提高物料堆垛盘点的及时性和对物料堆垛的变化快速进行响应，从而减低成本和调度难度。

技术领域

本发明涉及地形勘测技术领域，特别涉及一种无人机自主调度的物料堆垛盘点装置、系统及其方法。

背景技术

现有技术中，利用无人机搭载激光扫描设备，对煤堆等占据大型物料堆垛，进行空间形态的测量，进而实现物料体积、重量的盘点以及分层建模分析。

其中，通常对大型料堆进行一次完整、详细的三维扫描，所经历的飞行过程会比较长，航线还必须具备一定的重合率，才能准确采集信息；且采集的三维点云数据量很大，后期运算处理量也相应很大。因此，整个扫描过程和后期数据处理都耗时较长，会降低物料堆垛盘点的及时性，不能对物料堆垛的变化快速进行响应。而且无人机的续航能力有限，还涉及到无人机反复返航充电或者调用多台无人机的问题，增大了调度难度和硬件成本。

如专利号为ZL202111075549.3（公布号为CN113776617A）的中国发明专利“一种粮仓内物料体积实时测量方法”，提供了一种在目标料仓外侧或上方安装激光雷达设备，实时扫描获取目标料仓内物料表面的三维激光点云，与料仓三维模型进行自动刚体变换配准，实现点云和料仓的坐标系统一。对料仓进行任意分区，基于点云和模型计算各分区内物料体积，之和即为料仓内物料的当前体积，连续测量获得按时间序列的实时各分区体积和对应的总体积。统计一个时间段实时数据，计算物料的密度。计算结果通过通讯上传上位机，每个分区根据出料装置的运动时刻，测得出料动作前后的各分区体积变化值，从实时元体积变化值修正出料需求，从而修正出料速度。

发明内容

（一）发明目的

鉴于上述问题，本发明的目的是提出一种无人机自主调度的物料堆垛盘点装置、系统及其方法，可降低扫描数据量和处理负荷，以及提高物料堆垛盘点的及时性和对物料堆垛的变化快速进行响应，从而减低成本和调度难度，本发明公开了以下技术方案。

（二）技术方案

作为本发明的第一方面，本发明公开了一种无人机自主调度的物料堆垛盘点方法，包括：

对当前物料堆垛进行粗略扫描，获得粗略总体数据；

基于所述粗略总体数据与总体索引数据，确定所述物料堆垛的变化区域；

对所述变化区域进行精细扫描，获得精细总体数据；

将所述精细总体数据与所述粗略总体数据进行配准，更新空间形态模型；

基于所述更新空间形态模型，获得当前物料堆垛的体积和重量。

在一种可能的实施方式中，所述对当前物料堆垛进行粗略扫描，获得粗略总体数据，之前还包括：

对初始物料堆垛进行精细扫描，获得初始点云数据；

基于所述初始点云数据，构建初始的空间形态模型；

根据所述初始的空间形态模型，建构空间形态模型的总体索引数据。

在一种可能的实施方式中，所述建构空间形态模型的总体索引数据，具体包括：

对初始的空间形态模型进行网格划分；

对每个网格中的点云数据进行采样，获得单网格索引点数据；

根据所有单网格索引点数据，构建空间形态模型的总体索引数据。